¿Existe tecnología capaz de reducir el coste de instalar geotermia en edificación?

La energía geotérmica tiene un alto potencial para usos térmicos en edificación. Sin embargo, existen barreras tanto tecnológicas como económicas que limitan, por el momento, su uso pese a su alto potencial de ahorro energético. Encontrar soluciones innovadoras, eficientes, asequibles y rentables para liberar todo ese potencial ha sido el objetivo del proyecto europeo GEOTeCH (Geothermal Tecnology for Economic Cooling and Heating) desarrollado entre 2015 y 2019.

Las tecnologías de perforación convencionales presentan una serie de limitaciones por su alto coste, las dificultades técnicas, una logística compleja, etc. Con la intención de superar esas barreras nació el proyecto GEOTeCH, fruto del consorcio formado en 2015 por 16 socios procedentes de seis países europeos (Alemania, Bélgica, España, Italia, Países Bajos y Reino Unido) bajo la coordinación de la empresa española Solintel.

El objetivo del proyecto GEOTeCH ha sido el de estimular y promover una mayor utilización de calefacción y refrigeración utilizando sistemas geotérmicos (GSHP) poco profundos a través del desarrollo de tecnologías innovadoras de perforación e intercambio de calor del subsuelo. Los sistemas GSHP utilizan una bomba de calor como fuente geotérmica, proporcionando calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria sin ninguna combustión directa de combustibles fósiles. Una solución más rentable, asequible y eficiente que otros sistemas convencionales.

Pero la intención del proyecto europeo no solo ha sido el desarrollar e innovar en tecnologías de perforación e intercambiadores de calor. Se ha dado un paso más y se han desarrollado sistemas híbridos que combinan bomba de calor y control para que se puedan ofrecer sistemas completos plug&play eficientes y replicables en el mercado de viviendas y edificios pequeños.

Tecnologías innovadoras

Tras más de 48 meses de investigación y desarrollo, el proyecto GEOTeCH consiguió implementar tecnologías innovadoras que pueden ayudar a rebajar las dificultades técnicas y económicas que generalmente se asocian con la geotermia. Algunas de ellas son las siguientes:

– Diseño, construcción y puesta en marcha de un equipo de perforación para edificios pequeños con barreno de vástago hueco para facilitar la instalación de los intercambiadores verticales de calor a bajas profundidades. Se trata de un equipo que perfora, con un consumo mínimo o nulo de agua, en suelos blandos. El coste es un 70% inferior al coste de tecnologías de perforación rotatoria habituales.

El objetivo del proyecto GEOTeCH ha sido el de estimular y promover una mayor utilización de calefacción y refrigeración utilizando sistemas geotérmicos (GSHP) poco profundos Clic para tuitear

– Desarrollo de una tecnología de intercambiadores de calor subterráneos para edificios pequeños, basada en un intercambiador coaxial vertical de calor, que puede aprovechar la energía a una profundidad menor que la habitual.

– Desarrollo de una bomba de calor dual (aire/tierra) que ha sido integrada en el sistema de intercambiadores vertical de calor. Tiene como particularidad el uso de un nuevo refrigerante mucho menos nocivo para el medio ambiente y su adaptabilidad en función del sitio de instalación gracias a su dualidad aire/tierra.

– Desarrollo y construcción de un sistema de cimentación termo-activada en el que el intercambiador geotérmico se encuentra embebido en elementos de cimentación del edificio, consiguiendo una reducción de la inversión del 40% y del 82% del coste del intercambiador.

Evaluación práctica

Tanto los equipos de perforación como los intercambiadores de calor han sido evaluados en cuatro ciudades europeas. Concretamente, el sistema de intercambiadores de calor en pozos verticales se hizo en tres edificios a pequeña escala: un hogar en Leicester (Reino Unido), un pequeño local de oficinas en Ámsterdam (Países Bajos) y unas oficinas en Padua (Italia). Las tecnologías implementadas en estos tres casos fueron las máquinas perforadoras de barrena de vástago hueco, intercambiador de calor vertical espiral coaxial y bomba de calor híbrida.

Por su parte, la tecnología de cimentación termo-activada (denominada Foundation Heat Exchanger, FHX) se ha implementado y evaluado en un complejo de cuatro edificios de oficinas en Barcelona, obteniendo una potencia térmica de intercambio geotérmica de 100 kW para alimentar la demanda base en calefacción y en refrigeración.

De acuerdo con los resultados obtenidos, en los casos de Leicester, Ámsterdam y Padua se llegó a la conclusión de que los sistemas de pequeña escala (hasta 50kW) son adecuados para casas unifamiliares y pequeños edificios de uso terciario como pueden ser escuelas, museos u oficinas que ocupan una superficie limitada.

Estimular y promover el uso de las renovables

Como hemos visto, el objetivo principal de GEOTeCH se centra en estimular y promover una mayor utilización de las energías renovables para la calefacción y la refrigeración utilizando tecnologías geotérmicas superficiales innovadoras. De esta forma, el proyecto da respuesta a la Directiva Europea de Eficiencia Energética, que establece medidas para lograr mayores ahorros en el suministro y uso de energía.

Si tenemos en cuenta que los edificios consumen el 40% de la energía primaria y son responsables del 80% de las emisiones de CO2, la búsqueda de soluciones que contribuyan a un uso más eficiente de la energía en el parque de vivienda se torna urgente y crucial.

En este sentido, otro de los objetivos de GEOTeCH es presentar soluciones versátiles para edificios tanto nuevos como existentes, de diferentes tipologías (residenciales, oficinas o comerciales), garantizando el ahorro de energía y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero para contribuir significativamente a las políticas energéticas y medioambientales de la UE.